耐日晒的硼硅酸盐玻璃及其用于生产玻璃管和灯以及在照射装置中的用途 |
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| 申请号 | CN201310516166.4 | 申请日 | 2013-10-28 | 公开(公告)号 | CN103787577B | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 肖特公开股份有限公司; | 发明人 | 克里斯托夫·卡斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及耐日晒的 硼 硅 酸盐玻璃及其用于生产玻璃管和灯以及在照射装置中的用途。具体地，本发明提供了一种具有高耐日晒性和确定 位置 的UV边缘的硼 硅酸 盐玻璃，其具有如下成分（基于 氧 化物的重量%） | ||||||
| 权利要求 | 1.具有高耐日晒性和确定位置的UV边缘的硼硅酸盐玻璃，其含有(基于氧化物的重量％) |
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| 说明书全文 | 耐日晒的硼硅酸盐玻璃及其用于生产玻璃管和灯以及在照射装置中的用途 [0001] 本发明提供了具有良好耐日晒性的硼硅酸盐玻璃及其用于生产玻璃管和生产灯的用途、以及其在照射装置中的用途，例如用作顶部玻璃、前面板或壳管。认为日晒是指对于各种波长范围的光的透明度的下降，这是由短波紫外线（UV）辐射的作用造成的。在最广泛的意义下，认为紫外线辐射范围是指低于可见光波长的波长范围（约<380nm）。在本发明更窄的意义下，认为UV范围是约100～330nm的波长范围。 [0002] 暴露在紫外线辐射下的灯、发光体和照射装置通常要求玻璃具有最大的耐日晒性。为了能够明确并确立透射和阻挡的UV辐射的波长范围和比例，确定位置的UV边缘也是期望的。认为UV边缘是指在透过曲线中从高透射率UV范围到非常低透射率的UV范围并向下到透明度界限的转变。例如要求所述类型的玻璃作为顶部玻璃或作为照射装置如风化系统的前面板或壳管。在这种系统中，对例如漆、颜料、材料、组分等的抗老化性进行研究。更特别地，其还用于模拟聚合物对太阳光的抵抗性并检验与其相关的方法、指南或标准。 [0003] 为了降低在玻璃使用期间由日晒效果造成的透明度的任何下降，已知的是能够通过UV照射对玻璃进行预老化。然而，该方法不方便且造成相应的成本，导致对许多应用造成不符合要求的结果，因为预老化玻璃的总体透射率低。因此，仍需要更高耐日晒性的玻璃。 [0004] 申请人提供了例如用于UV滤光片的8281型硼硅酸盐玻璃，其通过其预置位置的UV边缘抑制特殊UV部分的透射，同时可见光和近红外光在高比例下透射。作为影响UV辐射的重要组分，这种玻璃利用氧化钼MoO3获得阻挡。 [0005] DE102008043317A同样描述了一种玻璃，其中特别地，通过MoO3内容物建立UV阻挡。为了影响透射性质，尤其是在短波范围内的透射性质，提出了另外的辅助内容物TiO2和Bi2O3。 [0006] 然而，关于特殊应用，透过的短波光的分布不合适，或者耐日晒性不足。 [0007] 根据本发明提出的硼硅酸盐玻璃具有如下内容物(所有如下数据涉及基于氧化物的重量%)： [0008] [0009] 优选地，存在的碱金属氧化物的总量为4.5～<6.5%。 [0010] 另外，根据本发明可以存在如下组分： [0011] BaO 0～5% [0012] CaO 0～2% [0013] MgO 0～2%。 [0014] 碱土金属氧化物的总量优选为0～3%。 [0015] 另外，可以存在如下物质： [0016] ZnO 0～2%， [0017] 以及惯用量的澄清剂，尤其是 [0018] Cl- 0～3%和/或 [0019] F- 0～0.6%。 [0020] 根据本发明，通过如下三种组分的组合，实现良好的耐日晒性，且确立确定位置的UV边缘是可能的： [0021] TiO2 0.05～0.4% [0022] MoO3 0.025～0.3% [0023] V2O5 0.001～0.01%。 [0024] 优选的是，TiO2的含量为0.1至0.3%，尤其是0.2%。 [0025] 氧化钼MoO3尤其优选的比例为0.05至0.15%，尤其是0.1%。 [0026] V2O5尤其优选的含量为0.002至0.006%，尤其是0.003%。 [0027] 优选地，在玻璃的组分中碱金属氧化物总量的比例为5～6%，因为这实现低的膨胀系数，从而促进热循环稳定性。 [0028] 还优选地，使用的碱金属氧化物仅是Na2O和K2O，不使用Li2O，因为锂不仅仅是比较昂贵的组分，还具有相对强的迁移和相关材料变化的趋势。 [0030] 尤其优选的澄清剂是氯，其比例优选为0.1～0.2%。 [0032] 关于指明的轮廓要求，已经发现如下玻璃组成是特别合适的： [0033] [0035] 对于尽可能避免或抑制具有紫外线波长的照射的应用，通常期望具有陡峭UV边缘的玻璃。这种玻璃在相对短波长下比较快速地从高透射率值状态移动到非常低的透射率值状态。然而，对于其中期望特殊比例的紫外线辐射透过玻璃的灯、照射装置、风化系统等，相反地，目的是从高透射状态到阻挡区域的逐渐转变且因此UV边缘轮廓更平坦。 [0036] 对于特殊应用，根据所述应用造成的规格是在319.5至327.5nm波长范围内实现72%的透射率。在301至305nm波长范围下实现38.5%的透射率，最后，作为第三参考或规格值，在280至285nm波长下的透射率为5%。在下图中，这些参考值显示为实心圆并在各图例中以最小和最大表示。为了透射率轮廓满足要求，透射曲线必须在各最小和最大波长值的点对之间运行。 [0037] 在图1至3中，对于各种玻璃试样，在从250至400nm的波长范围上绘制了以百分比表示的透射率轮廓。 [0038] 图1显示了根据现有技术的玻璃试样的透射率轮廓（申请人的玻璃类型8281）。玻璃试样的厚度为1.29mm。在未照射状态下（图1中上部的曲线），透射曲线在关于目标值的点对之间运行，即在期望波长下实现指明的透射率值。利用源自UV辐射器的UV光对试样照射15小时的时间。UV辐射器包含Philips HOK/4灯（HOK4/120高压汞灯）。灯距试样的距离为 7cm。灯的主要发射在365nm下；在1m距离下在200～280nm下的照射强度为850μW/cm2。第二曲线显示了在UV照射之后透射曲线的轮廓（图1中下部的曲线）。明确地是，即使在这种相对短的照射时间之后，曲线仍移出指明的值范围并具有更平坦的轮廓，更特别地，在更大波长下已经实现了72%的透射率值。 [0039] 作为比较，在图2中，绘制了具有本发明组成的玻璃试样（根据权利要求10）的透射曲线（下部的曲线显示了日晒之前的透射率轮廓且日晒之后是上部的曲线）。该玻璃试样的壁厚为1.40mm且将其经历与图1中的试样相同的照射处理。明显的是，在绘制的整个波长范围上，在UV辐射处理之前和之后透射率轮廓以相互大致相同或非常接近的方式运行。由此，在由UV照射造成的透射性质方面，本发明的玻璃试样仅具有最轻程度的变化，或几乎不变，且即使在UV照射之后，在期望波长范围内仍实现三个指明的透射率。 [0040] 通过下文中所述的比较测试，显示了这种性质的优异性。图3显示了8种不同对比试样的透射率轮廓，在各种情况中所述对比试样的厚度为1.25mm至1.41mm。所有8种试样都未进行照射，且明显的是，即使在未照射状态下，所有试样仍都不满足关于透射率指明的值。UV边缘太陡，或与期望轮廓相比，从高透射率到低透射率的转变偏移到更大的波长值。8种比较试样中没有一种满足所有3种指明的值。1～8号试样与图2中所示的玻璃试样具有相同的基础玻璃组成，但不具有本发明的氧化物TiO2、MoO3和V2O5的组合。在对比例1～8中，单独或以不同组合的方式添加已知其对UV透射率和耐日晒性具有影响的各种组分。为了比较和完整性，将其透射曲线示于图1中的8281型玻璃试样包括在表1最后的线中。作为阻挡组分，这种玻璃仅含有0.25%的氧化钼，且不含二氧化钛、氧化锡或氧化镁，也不含任何MoO3或V2O5。 [0041] 表1（基于氧化物的重量%的比例） [0042]试样编号 TiO2 MoO3 SnO2 MnO2 1 0.20 0.15 - - 2 0.20 0.25 - - 3 0.20 - 0.25 - 4 0.20 - - 0.25 5 0.40 0.15 - - 6 0.20 0.17 0.15 - 7 0.20 0.10 0.15 - 8 0.20 0.10 0.20 - 8281玻璃 - 0.25 - - [0043] 根据比较可清楚知道，在硼硅酸盐玻璃的本发明基础玻璃组成下并在所述比例下三种组分TiO2、MoO3和V2O5的组合下，特别有利的耐日晒性和以此处期望方式的UV边缘设置是可能的。 |
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